Untersuchung von Verspannungsphänomenen in GaN-Schichten unter Einsatz hochauflösender Röntgendiffraktometrie bei variabler Meßtemperatur

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GaN-Epitaxieschichten unterliegen im allgemeinen einer erheblichen Verspannung, die sich in komplexer Weise aus intrinsischen und extrinsischen Anteilen zusammensetzen kann. Die intrinsischen Anteile können durch vielfältige Ursachen wie die Abscheidung auf stark gitterfehlangepaßten Substraten, die Wachstums- und Ausheizparameter einer Nukleationsschicht, die Koaleszenz von Wachstumsinseln und die damit verbundene Defektstruktur sowie durch den Einbau von Störstellen hervorgerufen werden. Dagegen bildet die durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung von Schicht- und Substratmaterial induzierte Verspannung den hauptsächlichen extrinsischen Anteil. Die hochauflösende Röntgendiffraktometrie bei variabler Meßtemperatur, die in Bremen einzigartig über einen Temperaturbereich von 10 bis 1500 K durchgeführt werden kann, soll genutzt werden, um ex- und intrinsische Verspannungsanteile voneinander zu trennen. In Kombination mit Raumtemperatur-Messungen an Probenserien, bei denen nominell nur ein Parameter variiert wurde, sollen zudem verschiedene intrinsische Verspannungsanteile separiert werden. Die experimentellen Daten werden als Grundlage dienen, um Modelle zur konsistenten Beschreibung der Verspannungssituation in GaN-Schichten zu entwickeln, die sowohl von grundlagenphysikalischem als auch bauelementrelevantem praktischem Interesse sind.